Оцінка стійкості охоронних споруд підготовчих гірничих виробок в умовах статичного навантаження
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.304721Ключові слова:
вуглепородний масив, підготовчі виробки, охоронні споруди, бічні породи, статичне навантаженняАнотація
Об’єктом дослідження є деформаційні процеси охоронних споруд при дії статичного навантаження у вуглепородному масиві для збереження цілісності бічних порід та експлуатаційного стану гірничих виробок. В лабораторних умовах на експериментальних зразках досліджувалися деформаційні характеристики жорстких та піддатливих охоронних споруд, а також опори із подрібненої породи. Зразки піддавались одновісному стисненню. Встановлено, що між коефіцієнтом поперечної деформації n і відносною зміною об’єму dV охоронних споруд існує функціональна залежність, яка дозволяє оцінити їх несучу здатність. Для жорстких охоронних споруд (цілики вугілля, лита полоса, цементні блоки, блоки залізобетонних тумб, кущі із дерев’яних стійок) деформований стан конструкцій визначає їх поведінку. Це відбувається при значеннях n=0.3–0.5 та dV£0.09. В межах безпечного деформаційного ресурсу фіксується їх стійкість. Збільшення щільності енергії деформації таких конструкцій за межами безпечного деформаційного ресурсу призводить до їх руйнування за рахунок формозміни. Для піддатливих охоронних споруд (дерев’яні костри, накатні костри з дерев’яних шпал), які мають коефіцієнт поперечної деформації n=0.02, при відносній зміні об’єму dV£0.3 фіксується ущільнення конструкцій. Збільшення їх жорсткості дозволяє обмежити конвергенцію бічних порід.
Для опори із подрібненої породи при n=0.25–0.32 і відносною зміною об’єму 0.12£dV£0.32 відбувається її ущільнення та зростання опірності. В таких умовах обмежується конвергенція бічних порід. Для збереження цілісності бічних та експлуатаційного стану підготовчих виробок на виїмкових дільницях вугільних шахт, доцільно використання піддатливих охоронних споруд із дерева або опор із подрібненої породи
Посилання
- Zhukov, V. E. (2001). Ob odnoy strategicheskoy oshibke v razreshenii problemy razrabotki krutyh plastov. Ugol' Ukrainy, 7, 6–10.
- Iordanov, I., Buleha, I., Bachurina, Y., Boichenko, H., Dovgal, V., Kayun, O. et al. (2021). Experimental research on the haulage drifts stability in steeply dipping seams. Mining of Mineral Deposits, 15 (4), 56–67. https://doi.org/10.33271/mining15.04.056
- Sakhno, I. G., Sakhno, S. V., Kamenets, V. I. (2022). Stress environment around head entries with pillarless gobside entry retaining through numerical simulation incorporating the two type of filling wall. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1049 (1), 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1049/1/012011
- Nehrii, S., Nehrii, T., Zolotarova, O., Aben, K., Yussupov, K. (2021). Determination of the parameters of local reinforced zones under the protection means. E3S Web of Conferences, 280, 08018. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128008018
- Galvin, J. M. (2016). Ground Engineering - Principles and Practices for Underground Coal Mining. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25005-2
- Bachurin, L., Iordanov, I., Kohtieva, O., Dovgal, V., Boichenko, H., Bachurina, Y. et al. (2021). Estimation of stability of roadways surrounding rocks in a coal-rock stratum considering a deformation characteristics of secondary support structures. JOURNAL of Donetsk Mining Institute, 1, 64–74. https://doi.org/10.31474/1999-981x-2021-1-64-74
- Petlovanyi, M., Malashkevych, D., Sai, K., Zubko, S. (2020). Research into balance of rocks and underground cavities formation in the coal mine flowsheet when mining thin seams. Mining of Mineral Deposits, 14 (4), 66–81. https://doi.org/10.33271/mining14.04.066
- Chepiga, D., Bessarab, I., Hnatiuk, V., Tkachuk, O., Kipko, O., Podkopaiev, S. (2023). Deformation as a process to transform shape and volume of protective structures of the development mine workings during coal-rock mass off-loading. Mining of Mineral Deposits, 17 (4), 1–11. https://doi.org/10.33271/mining17.04.001
- Tkachuk, O., Chepiga, D., Pakhomov, S., Volkov, S., Liashok, Y., Bachurina, Y. et al. (2023). Evaluation of the effectiveness of secondary support of haulage drifts based on a comparative analysis of the deformation characteristics of protective structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (122)), 73–81. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272454
- Nasonov, I. D. (1978). Modelirovanie gornyh protsessov. Moscow: Nedra, 256.
- Stupnik, M., Kalinichenko, V., Pysmennyi, S., Fedko, M., Kalinichenko, O. (2016). Method of simulating rock mass stability in laboratory conditions using equivalent materials. Mining of Mineral Deposits, 10 (3), 46–51. https://doi.org/10.15407/mining10.03.046
- Podkopaiev, S., Gogo, V., Yefremov, I., Kipko, O., Iordanov, I., Simonova, Y. (2019). Phenomena of stability of the coal seam roof with a yielding support. Mining of Mineral Deposits, 13 (4), 28–41. https://doi.org/10.33271/mining13.04.028
- Erasov, V. S., Oreshko, E. I. (2018). Poisson Ratio And Poisson Force. Aviation Materials and Technologies, 4, 79–86. https://doi.org/10.18577/2071-9140-2018-0-4-79-86
- Doroshenko, S., Saenko, I., Nevzorov, A. (2016). Determination of soil Poisson’s ratio based on numerical simulation of laboratory test. PNRPU Construction and Architecture Bulletin, 7 (2), 60–68. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2016.2.06
- Iordanov, I., Novikova, Y., Simonova, Y., Yefremov, O., Podkopayev, Y., Korol, A. (2020). Experimental characteristics for deformation properties of backfill mass. Mining of Mineral Deposits, 14 (3), 119–127. https://doi.org/10.33271/mining14.03.119
- Meshkov, Yu. Ya. (2001). The Concept of a Critical Density of Energy in Models of Fracture of Solids. Uspehi Fiziki Metallov, 2 (1), 7–50. https://doi.org/10.15407/ufm.02.01.007
- Stupishin, L. Yu. (2011). Variatsionniy kriteriy kriticheskih urovney vnutrenney energii deformiruemogo tela. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, 8, 21–23.
- Stupishin, L. (2014). Variational Criteria for Critical Levels of Internal Energy of a Deformable Solids. Applied Mechanics and Materials, 578-579, 1584–1587. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.578-579.1584
- Dekking, F. M., Kraaikamp, C., Lopuhaä, H. P., Meester, L. E. (2005). A Modern Introduction to Probability and Statistics. In Springer Texts in Statistics. Springer London. https://doi.org/10.1007/1-84628-168-7
- Erasov, V. S., Oreshko, E. I. (2016). Deformation and destruction as processes of change of volume, the areas of a surface and the linear sizes in loaded bodies. Proceedings of VIAM, 8. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-8-11-11
- Podkopayev, Y. (2021). Evaluation of stability of rolling straps of steel coal layers with the way of protection by wooden fire. Scientific Papers of DONNTU Series: “The Mining and Geology,” 1 (25) - 2 (26), 52–63. https://doi.org/10.31474/2073-9575-2021-1(25)-2(26)-52-63
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Daria Chepiga, Serhii Podkopaiev, Oleksiy Kayun, Anatolii Bielikov, Yevgen Podkopayev, Oleksandr Kipko, Olha Pidhurna
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
